浅谈河道整治中生态护岸技术运用

2014-08-21曾华生江西省赣抚平原水利工程管理局

河南水利与南水北调 2014年20期

关键词：格网硬质护岸

□ 陈琛 □ 曾华生（江西省赣抚平原水利工程管理局）

在现代河道整治过程中，河道疏通、景观建设以及水质的生态修复，成为重要工作任务。从水质净化视角来看，岸边植被可以净化水质，因此生态护岸技术的应用，不仅可以有效满足岸坡的安全要求，还兼具水土保持、优化两岸景观等生态功能，应用价值非常大。

1 河道整治中的护岸结构形式对比分析

在河道整治过程中，为了防范洪水对河道两岸的冲刷，确保岸坡、堤脚的稳定性，必然要对河道岸坡加强护岸工程建设。目前来看，河道护岸形式主要有传统的硬质型护岸和现代的生态型护岸两种基本类型，两种类型的护岸形式，各有其特点，具体分析如下:

1.1 硬质型护岸结构型式

实践中常见的硬质型护岸形式，主要是浆砌石护岸、干砌石护岸、混凝土护岸和土工模袋混凝土护岸等结构形式，如图1所示。之所以采用该种类型的护岸方式，主要是考虑到硬质型护岸形式有助于河道行洪、蓄水、排涝和航运，因此其护岸结构相对比较简单，坡面光滑而坚硬，缺乏生机。

图1 硬质型护岸结构型式图

从图1硬质型护岸结构型式来看，虽然可以满足岸坡的基本功能，但久而久之会对水土间的相互作用产生不利影响，隔断了水土联系，影响了河道两岸的生态环境。比如:硬质型护岸中的浆砌石或者混凝土砌块等，使得两岸坡面非常的光滑，很多鱼类以及两栖类动物难以在此生存、繁衍，同时各种水生植物也因此而失去了生存条件,在此种情况下，水体自净能力明显减弱。硬质型护岸几乎不长植被，因此水体与岸坡之间失去了天然屏障，大量面源性的污染源物进入河道水体之中，加重了水体污染。针对这种情况，需要经常投重金治理水环境，否则水质可能严重恶化。

1.2 生态型护岸结构型式

生态护岸是在确保岸坡稳定的基础上，以生物多样性为建设目标，在生物、水以及土壤之间形成信息、物质以及能力的循环，从而实现自我修复、生态净化，使河道护岸既具有景观效果，又可以有效修复受污染水体，提高河道自我净化能力，从而为河流生态系统的正常运行提供基础和保障。在多数人看来，只要在河道的边坡上种植适量的植被，就是生态护岸，其实并非如此，真正的生态护岸结构型式要确保生态系统的完整性。一方面是必要的植物种植;另一方面还包括河道以及边坡上的动物、微生物等，使之能够成为一个完整的生态系统;在此过程中，系统内部、系统之间，比如河道生态系统与陆地生态系统之间，均应当有物质、信息以及能量层面的动态交换。生态型护岸的本质应当是利用植物、工程材料之间的有机结合，在河道边坡上构建生态护岸系统，实现边坡抗滑动、抗冲蚀以及生态恢复等目的，从而有效减少水土流失，提高坡面植物生存环境条件和坡面动物、植物以及微生物栖息地质量。

通过以上分析可以看出，生态型护岸结构型式要比硬质型护岸结构型式更先进，也更符合当前生态和谐理念的要求。

2 生态护岸技术及其应用

图2 全系列生态护岸图

生态护岸既满足现有河道防护要求，又可以有利于河道恢复生态平衡的综合系统工程;不仅体现了人对生态自然环境的要求，而且还反映出人们对自然生态环境的尊重。改造但不破坏自然生态环境，使二者能够有机地结合在一起，体现出人、水和谐相处的理念。

2.1 生态护岸类型

对于生态护岸而言，其主要有以下几种类型。

2.1.1 全系列生态护岸

从生态护岸的坡脚到坡顶，依次种植沉水、浮叶以及挺水和湿生乔、灌、草类植物，并在此基础上形成多层次的生态防护体系，如图2所示。同时，还兼顾生态、景观等功能，主要应用在那些出现表层土壤侵蚀、植被稀少、景观要求较高的河段。

2.1.2 生物工程护岸

此种护岸方式主要采用了生命力非常顽强的植物作为主要元素，按一定的方向、方式和序列将其扦插或掩埋在边坡上，在植物生长过程中可以起到稳定、加固边坡的效果，对于控制水土流失、生态修复，具有非常重要的作用，如图3所示。从应用效果上来看，该种类型的护坡形式，养护要求非常的低、景观效果好而且费用也较低。

图3 生物工程护岸图

2.1.3 新型材料护岸

此种护岸方式主要采用的是新型材料作为生态护岸手段，同时也是一种将工程材料、结构有机结合的方式，技术核心在于生态网格、土工模袋以及绿化混凝土和连锁块作为植被生长基质，实现对坡面的防护。该技术主要用于修复那些侵蚀非常严重，出现整体滑塌的河道、航道，生态格网护垫护岸就属于该类护岸。

2.2 生态护岸技术应用

生态护岸技术应用过程中，其优势主要体现在以下几个方面:第一，整体性。单元箱笼与箱笼、隔片之间均采用同质的材料进行绑扎和连接，然后使之大面积的连续组装，而且不用设缝，可使整体结构变得非常的稳固。第二，柔韧性。实践表明，生态格网结构受压达到极限强度以后，可以有效承受变形，其中生态格网结构抗压强度可达每平方米300～400t，抗拉强度每平方米超过495N。对于那些地基不均匀、容易出现沉陷的河道地带，只需对结构进行适当的微调，即可使之保持平衡，确保整体结构不受破坏。第三，透水性。生态格网中所填充的块石间有空隙，如果地表水渗入墙体，则通过网箱很快就能将其排出，有效地减小了墙体地下水作用力。第四，还具有抗风浪以及防冲刷能力。生态格网的应用以及其结构防冲系数据，实验证明比普通的抛石防护工程要高出两倍，空隙结构可有效分散水流冲击过程中产生的压力，起到很好的护岸作用。

2.2.1 人工生态护岸技术

从实践来看，目前国内常用的人工生态护岸技术有以下几种。

第一，植草护坡技术。所谓植草护坡技术，实际上就是通过植物的种植，实现对河道堤防岸坡的有效覆盖，从而起到消能、护坡之作用。第二，选用适宜的植物，比如:根系庞大的树木，对河道边坡土壤进行固定，以此来有效提高坡面表层自身的抗剪强度，进而提高河道迎水坡面的实际抗侵蚀性，最终实现保护河道岸坡的作用。第三，植被网护岸技术。所谓植被网技术，实际上就是利用一些活性非常强的植物结合土工材料，构成新的护岸材料，对河道边坡进行保护。从应用效果来看，该护岸技术将构建具有自身生长循环能力的有效防护系统作为目标，通过生态环保材料的应用，尤其是活性植物生长实现对护坡的加固保护作用。第四，防护林护岸技术。所谓防护林护岸技术，即在河岸两侧大面积种植一些草木，从而形成对河岸起保护作用的防护林；洪水季节时，防护林对洪水起到有效的阻滞作用，这样就可以有效减小河流对地表的冲刷。

2.2.2 生态护岸建设中的附属设施

在生态护岸建设过程中，还要加强河道附属设施的构建，其中最为重要的就是岸坡的有效绿化、青坎绿化以及水生植物种植等。在规划建设方案设计过程中，首先应当充分考虑周边的环境条件，使之能够与周边的景物有机地结合在一起，如果有特殊的建设需求，则应当先满足之。河道绿化植物选择过程中，应当以成活率高、生长能力强的乡土植物为主，多引进一些适宜本土环境条件的植物，同时还要考虑美化效果以及经济适用性。基于对安全问题的考虑，在河边建议布设乔灌木，可适当选择一些水生植物点缀，微风吹拂，花朵在空中摇摆，倒影在水面上晃动，充满动感，使人心旷神怡。草皮尽量用四季常绿的植物比较好，树木和花卉可以引进季节分明的和一些造型独特的物种，着重体现出时光变幻的植物美感和体态美感。在直立式护岸的顶部种植攀缘植物，遮挡混凝土和石块的冰冷感，凸显大自然情趣，给人们带来视觉上的享受。桥梁、栏杆、警示牌、草间小径以及泵房和管理空间，在设计时应考虑与河道总体风格的一致性。